NL1017412C2 - Method for protecting surfaces against biological fouling. - Google Patents
Method for protecting surfaces against biological fouling. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1017412C2 NL1017412C2 NL1017412A NL1017412A NL1017412C2 NL 1017412 C2 NL1017412 C2 NL 1017412C2 NL 1017412 A NL1017412 A NL 1017412A NL 1017412 A NL1017412 A NL 1017412A NL 1017412 C2 NL1017412 C2 NL 1017412C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- potential
- contact
- electrically conductive
- fouling
- conductive
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
- B63B59/04—Preventing hull fouling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
Werkwijze voor het tegen biologische aangroei beschermen van oppervlakken.Method for protecting surfaces against biological fouling.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het tegen biologische aangroei beschermen van oppervlakken door het aanbrengen van een in de tijd 5 fluctuerende potentiaal.The invention relates to a method for protecting surfaces against biological fouling by applying a potential that fluctuates over time.
Het elektrochemisch beschermen van scheepsrompen tegen biologische aangroei door het toepassen van wisselende potentialen is beschreven door Sandrock en Scharf in een poster getiteld "Electrochemical method of protection against marine growth adhering to ship hulls" die gepresenteerd werd op het symposium Marine Biofouling, 10 gehouden op 7-9 juli 1999 aan de Universiteit van Plymouth, te Plymouth, Engeland. De hierin beschreven methode maakt gebruik van een speciaal drielaags coating systeem dat bestaat uit een isolerende primer-laag, een dunne titanium-laag, en een elektrisch geleidende polymeer laag/verfsysteem die de titanium laag tegen het zeewater moet beschermen. Door wisselend een positieve en negatieve potentiaal aan te 15 leggen op de titanium laag, wordt wisselend een zuur en basisch milieu gecreeërd aan het oppervlak van het drielaags systeem. Het aanbrengen van de beschreven drielaags coatings op zeeschepen is echter bijzonder kostbaar en bovendien zullen dergelijke coatings naar verwachting erg kwetsbaar zijn.The electrochemical protection of ship hulls against biological fouling by applying varying potentials is described by Sandrock and Scharf in a poster entitled "Electrochemical method of protection against marine growth adhering to ship hulls" presented at the Marine Biofouling symposium, held at 7 July 9, 1999 at the University of Plymouth, Plymouth, England. The method described herein uses a special three-layer coating system that consists of an insulating primer layer, a thin titanium layer, and an electrically conductive polymer layer / paint system that must protect the titanium layer against seawater. By alternately applying a positive and negative potential to the titanium layer, an acidic and alkaline environment is alternately created on the surface of the three-layer system. However, the application of the described three-layer coatings to sea-going vessels is particularly expensive and, moreover, such coatings are expected to be very delicate.
Het is bekend om kathodische bescherming toe te passen om metaal bevattende 20 oppervlakken, die in contact komen met water, te beschermen tegen oxidatieve corrosie. Deze methode is gebaseerd op het aanbrengen van een constante negatieve potentiaal. Een beschrijving van de werking van kathodische bescherming kan gevonden worden in "Cathodic and Anodic Protection", hoofdstuk 10 in "Corrosion", Volume 2, edited by L.L. Shreir, R.A. Jarman, G.T. Burstein, 3rd edition (1994), 25 uitgegeven door Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, UK. In tegenstelling tot de beschreven methode van actieve kathodische bescherming, wordt bij de methode volgens de onderhavige uitvinding gebruik gemaakt van een fluctuerende potentiaal.It is known to use cathodic protection to protect metal-containing surfaces that come into contact with water against oxidative corrosion. This method is based on applying a constant negative potential. A description of how cathodic protection works can be found in "Cathodic and Anodic Protection", chapter 10 in "Corrosion", Volume 2, edited by L.L. Shreir, R.A. Jarman, G.T. Burstein, 3rd edition (1994), 25 published by Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, UK. In contrast to the described method of active cathodic protection, the method according to the present invention uses a fluctuating potential.
Op vrijwel alle materialen die in water geplaatst worden, zullen organismen zich afzetten. Dit start met de vorming van een zeer dunne biofilm door micro-organismen. 30 In een later stadium zullen grotere organismen zich op het materiaal nestelen, waardoor macro-fouling, hier aangeduid als "aangroei", ontstaat.Organisms will deposit on almost all materials that are placed in water. This starts with the formation of a very thin biofilm by micro-organisms. At a later stage, larger organisms will nest on the material, creating macro-fouling, here referred to as "fouling".
Aangroei op schepen, constructies en in installaties die in contact staan met (zee-) water vormt een belangrijk probleem. Zo kan aangroei van bijvoorbeeld pokken of 10174 > i 2 mosselen leiden tot een sterke toename van de weerstand van schepen in het water, tot verstoppingen in leidingsystemen, tot microbiologische corrosie, tot deposit attack, tot erosie-corrosie of tot een reductie van de warmteoverdracht. Er wordt daarom voortdurend onderzoek gedaan om de efficiëntie van methoden van aangroeiwering te 5 verhogen.Fouling on ships, structures and in installations that are in contact with (sea) water is an important problem. For example, growth of smallpox or 10174> i 2 mussels can lead to a strong increase in the resistance of ships in the water, to blockages in pipe systems, to microbiological corrosion, to a deposit attack, to erosion corrosion or to a reduction in heat transfer. . Continuous research is therefore being carried out to increase the efficiency of antifouling methods.
Op dit moment geschiedt bestrijding van aangroei in open systemen veelal door het aanbrengen van een aangroeiwerende coating, een anti-fouling verf. In de meeste gevallen berust de aangroeiwerende werking op het langzaam in oplossing gaan van een toxische component in deze coatings.At this time, fouling in open systems is often controlled by applying an anti-fouling coating, an anti-fouling paint. In most cases, the anti-fouling effect is based on the slow dissolution of a toxic component in these coatings.
10 Aan het gebruik van een anti-fouling verf is echter een aantal nadelen verbonden.However, the use of an anti-fouling paint has a number of disadvantages.
Dit zijn o.a.These include
schadelijke effecten voor het milieu; de noodzaak het verfsysteem, dat langzaam zijn aangroeiwerende werking verliest, periodiek te vervangen; 15 - er dient met het oog op aangroeiwering een coating toegepast te worden, ook wanneer dit vanuit corrosie-oogpunt, met het oog op warmte-overdracht of constructie-technisch niet noodzakelijk of zelfs onwenselijk is.harmful effects on the environment; the need to periodically replace the paint system, which slowly loses its anti-fouling effect; - a coating must be applied for antifouling, also when this is not necessary or even undesirable from a corrosion point of view, with a view to heat transfer or construction-wise.
Naast het gebruik van coatings is er voor open koelwatersystemen de mogelijkheid biociden te doseren. Veel gebruikte methoden zijn het bij de waterinlaten 20 oplossen van koper of produceren van chloor of hypochloride, wat mee wordt gevoerd door het koelsysteem en daar een aangroeiwerende werking heeft. Ook voor deze systemen geldt echter dat er milieu-schadelijke componenten in het zeewater worden gebracht.In addition to the use of coatings, open cooling water systems also offer the option of dosing biocides. Commonly used methods are dissolving copper at the water inlets 20 or producing chlorine or hypochloride, which is entrained by the cooling system and has an anti-fouling effect there. However, also for these systems, environmentally harmful components are introduced into the seawater.
De uitvinding is gericht op het ondervangen van de bovenstaande nadelen en 25 betreft een werkwijze voor het tegen biologische aangroei beschermen van oppervlakken (S) die in contact zijn of komen met een water bevattend medium (M) waarbij 1) S elektrisch geleidend is en 2) op S een zodanig in de tijd fluctuerende potentiaal (P) wordt aangebracht, dat 30 die de aangroei belemmert van organismen die in M leven en/of zich daarin voortplanten en die de neiging hebben afzettingen te vormen op S, met het kenmerk dat P geen waarden aanneemt die hoger zijn dan de corrosiepotentiaal van S in M en de gemiddelde waarde van P lager is dan diezelfde corrosiepotentiaal. De iioi?4 n 3 corrosiepotentiaal is gedefinieerd als de potentiaal van een corroderend oppervlak in een electroliet ten opzichte van een referentie-elektrode, zoals gedefinieerd in “Principles and Prevention of Corrosion” door D.A. Jones, tweede editie, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ 07458. In deze beschrijving gelden de opgegeven waarden 5 voor de potentiaal (P) telkens ten opzichte van een verzadigde calomel elektrode (SCE).The invention is aimed at overcoming the above drawbacks and relates to a method for protecting against biological fouling of surfaces (S) that are in contact with or come into contact with a water-containing medium (M) wherein 1) S is electrically conductive and 2 ) is applied to S such a potential (P) which fluctuates over time that it impedes the growth of organisms that live in M and / or reproduce therein and that tend to form deposits on S, characterized in that P does not assume values higher than the corrosion potential of S in M and the average value of P is lower than the same corrosion potential. The corrosion potential is defined as the potential of a corrosive surface in an electrolyte relative to a reference electrode, as defined in "Principles and Prevention of Corrosion" by D.A. Jones, second edition, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ 07458. In this description, the specified values 5 apply to the potential (P) relative to a saturated calomel electrode (SCE).
Met "biologische aangroei" worden ook afzettingen ten gevolge van de aanwezigheid van (micro-) organismen bedoeld die in zeewater, brak en zoet water of water bevattende media of systemen aanwezig (kunnen) zijn.By "biological fouling" is also meant deposits due to the presence of (micro) organisms that are or can be present in seawater, brackish water and freshwater or water-containing media or systems.
10 Ten opzichte van de methode zoals beschreven door Sandrock en Scharf heeft de werkwijze volgens de uitvinding als belangrijk voordeel dat zij veel eenvoudiger is, aangezien het aanbrengen van een speciale drielaags coating overbodig is. De fluctuerende potentiaal kan direct worden aangebracht op bijvoorbeeld de scheepsromp, of de buizen van een systeem waardoor heen water wordt verplaatst. Dit 15 laatste is mogelijk omdat, in tegenstelling tot Sandrock en Scharf, de onderhavige werkwijze geen gebruik maakt van potentialen die hoger liggen dan de corrosiepotentiaal. Derhalve hoeven geen voorzorgsmaatregelen genomen te worden om te voorkomen dat versneld corrosie optreedt aan corrosiegevoelige onderdelen, zoals een scheepromp.Compared with the method as described by Sandrock and Scharf, the method according to the invention has the important advantage that it is much simpler, since the application of a special three-layer coating is superfluous. The fluctuating potential can be applied directly to, for example, the ship's hull or the pipes of a system through which water is displaced. The latter is possible because, unlike Sandrock and Scharf, the present method does not use potentials that are higher than the corrosion potential. Therefore, no precautionary measures need to be taken to prevent accelerated corrosion from occurring on corrosion-sensitive components, such as a ship's hull.
20 Alhoewel het niet geheel duidelijk is hoe de werkwijze volgens de uitvinding de biologische aangroei belemmert, lijkt het waarschijnlijk dat deze het gevolg is van de vorming van hydroxyl-ionen aan het oppervlak S. Deze hydroxyl-ionen worden gevormd als gevolg van de elektrochemisch ontleding van water.Although it is not entirely clear how the method according to the invention impedes biological fouling, it seems likely that it is the result of the formation of hydroxyl ions on the surface S. These hydroxyl ions are formed as a result of the electrochemical decomposition of water.
Hoewel de productie van hydroxyl-ionen het meest belangrijk bij de werkwijze 25 volgens de uitvinding lijkt kunnen andere (reactie-) effecten (mede-) bepalend voor het succes van de methode zijn. Hierbij gaat het bijvoorbeeld om: hindering van organismen door beïnvloeding van de bio-elektrochemie van de organismen door de aanwezigheid van lading aan het tegen aangroei te beschermen oppervlak of door het gedurende de tijd variëren van de lading aan dit oppervlak; 30 - hindering (fysieke hindering) van organismen door de vorming van waterstofgas aan het tegen aangroei te beschermen oppervlak; 10174 1 p 4 hindering van organismen door zuurstofdepletie op het tegen aangroei te beschermen oppervlak (de zuurstof wordt immers verbruikt in de zuurstof-reductiereactie); hindering van organismen doordat geen, of slechts in beperkte mate een biofilm 5 gevormd kan worden.Although the production of hydroxyl ions appears to be the most important in the method according to the invention, other (reaction) effects may (co-) determine the success of the method. This concerns, for example: hindrance of organisms by influencing the bio-electrochemistry of the organisms by the presence of charge on the surface to be protected against fouling or by varying the charge on this surface over time; - hindrance (physical hindrance) of organisms due to the formation of hydrogen gas on the surface to be protected against fouling; 10174 1 p 4 hindrance of organisms due to oxygen depletion on the surface to be protected against fouling (after all, the oxygen is consumed in the oxygen reduction reaction); hindrance of organisms because no biofilm, or only to a limited extent, can be formed.
Wat betreft de aangroei zijn vooral de volgende organismen van belang: algen, diatomeeën, zakpijpen, poliepen, anemonen, mosdiertjes, kokerwormen, tweekleppige schelpdieren en kreeftachtigen, in het bijzonder zeepokken, mosselen, algen en kalkkokerwormen (Engelse/Latijnse namen: Algae, diatoms, Ascidians, Hydroids, 10 Anthozoa, Bryozoa, Tubeworms, Bivalve molluscs en Crustacea, especially barnacles, mussels, algae en tubercules).With regard to fouling, the following organisms are of particular interest: algae, diatoms, pipe pipes, polyps, anemones, moss creatures, tube worms, clams and crustaceans, in particular barnacles, mussels, algae and lime duct worms (English / Latin names: Algae, diatoms , Ascidians, Hydroids, Anthozoa, Bryozoa, Tubeworms, Bivalve molluscs and Crustacea, especially barnacles, mussels, algae and tubercules).
Volgens de uitvinding kan ook het settelen van micro-organismen zoals bacteriën en de vorming van hun biofilm (een zeer dunne "slijmfilm" gevormd door micro-organismen) worden voorkomen respectievelijk bestreden. Dit heeft de volgende 15 gunstige effecten: microbiologische corrosie (MIC) wordt voorkomen danwel het risico dat MIC optreedt wordt verminderd; aangroei (macro-fouling) wordt gehinderd doordat er geen biofilm aanwezig is.According to the invention, settling of microorganisms such as bacteria and the formation of their biofilm (a very thin "slime film" formed by microorganisms) can also be prevented or controlled. This has the following beneficial effects: microbiological corrosion (MIC) is prevented or the risk of MIC occurring is reduced; fouling (macro fouling) is impeded because no biofilm is present.
De oppervlakken (S) die volgens de uitvinding beschermd kunnen worden zijn 20 bijvoorbeeld: a) binnenwanden van systemen waardoor (M) wordt gevoerd zoals koelsysteembuizen, warmtewisselaars of vloeistoftransportbuizen en daarbij behorende onderdelen die met (M) in aanraking komen; b) binnenwanden en onderdelen van installaties, apparaten of opslagfaciliteiten waarin 25 (M) aan bepaalde behandelingen wordt onderworpen, zoals filterinstallaties, zuiveringsinstallaties of reactievaten.The surfaces (S) that can be protected according to the invention are, for example: a) inner walls of systems through which (M) are passed such as cooling system pipes, heat exchangers or liquid transport pipes and associated parts which come into contact with (M); b) interior walls and parts of installations, equipment or storage facilities in which 25 (M) is subjected to certain treatments, such as filter installations, purification installations or reaction vessels.
c) buitenwanden van vaartuigen en constructies die in aanraking zijn met (M).c) outer walls of vessels and structures that are in contact with (M).
Het te beschermen oppervlak (S) bestaat uit of bevat bij voorkeur: a) ijzer, koper, nikkel, titaan, aluminium, of een legering op basis van deze metalen, 30 b) elektrisch geleidende of halfgeleidende coating of deklaag, zoals een metallische deklaag, keramische deklaag, intrinsiek geleidend polymeer of verfsysteem waaraan elektrisch geleidende componenten zijn toegevoegd, .1017412 5 c) niet-metallische niet-geleidend constructiemateriaal of deklaag waaraan een geleidende component, bijvoorbeeld in de vorm van een vulstof of vezels, is toegevoegd, d) niet-metallisch, geleidend of halfgeleidend constructiemateriaal. De beste resultaten 5 worden verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding indien S staal, en vooral indien S roestvast staal bevat.The surface (S) to be protected consists of or preferably contains: a) iron, copper, nickel, titanium, aluminum, or an alloy based on these metals, b) electrically conductive or semi-conductive coating or cover layer, such as a metallic cover layer , ceramic coating, intrinsically conductive polymer or paint system to which electrically conductive components have been added, .1017412 5 c) non-metallic non-conductive construction material or coating to which a conductive component, for example in the form of a filler or fibers, has been added, d) non-metallic, conductive or semi-conductive construction material. The best results are obtained with the method according to the invention if S contains steel, and especially if S contains stainless steel.
Verrassenderwijs is gevonden dat de werkwijze volgens de uitvinding niet alleen beschermt tegen biologische aangroei, maar ook corrosie tegengaat van in S aanwezige metalen die niet tot de groep der edelmetalen behoren. Dit effect wordt zelfs 10 waargenomen onder omstandigheden waarbij gedurende langere tijd de maximum potentiaal een waarde aanneemt boven de potentiaal die normaal gesproken zou worden toegepast voor het bereiken van kathodische bescherming.It has surprisingly been found that the method according to the invention not only protects against biological fouling, but also prevents corrosion of metals present in S which do not belong to the group of noble metals. This effect is even observed under conditions where for a long time the maximum potential assumes a value above the potential that would normally be used to achieve cathodic protection.
Om het te beschermen oppervlak goed te kunnen polariseren - er moet een relatief lage potentiaal worden aangebracht - dient het met water in contact zijnde 15 oppervlak uiteraard een zodanig geleidingsvermogen te hebben dat de negatieve potentiaal erop aangebracht kan worden. Bij de toepassing van elektrisch isolerende verfsystemen zal de werkwijze volgens de uitvinding dus niet werken. In het algemeen kan worden gesteld dat het elektrisch geleidend vermogen van (S) zodanig moet zijn dat binnen één minuut een potentiaal-verlaging van minimaal 300 mV, bij voorkeur van 20 minimaal 500 mV gerealiseerd kan worden.In order to properly polarize the surface to be protected - a relatively low potential must be applied - the surface in contact with water must of course have such a conductivity that the negative potential can be applied to it. The method according to the invention will therefore not work with the use of electrically insulating paint systems. In general it can be stated that the electrical conductivity of (S) must be such that a potential reduction of at least 300 mV, preferably of at least 500 mV, can be achieved within one minute.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding verdient het de voorkeur dat de maximum waarde van P die door polarisatie aangebracht wordt lager is dan de corrosiepotentiaal van S in M, aangezien aldus condities voorkomen worden die kunnen leiden tot corrosie van S, vooral in die gevallen waar S een of meer metalen bevat die niet tot de 25 groep der edelmetalen behoren. Bij voorkeur is de maximum waarde van P tenminste 50 mV lager, meer in het bijzonder tenminste 100 mV lager dan de corrosiepotentiaal.In the method according to the invention, it is preferable that the maximum value of P applied by polarization is lower than the corrosion potential of S in M, since conditions are thus prevented that can lead to corrosion of S, especially in those cases where S contains one or more metals that do not belong to the noble metal group. The maximum value of P is preferably at least 50 mV lower, more in particular at least 100 mV lower than the corrosion potential.
Verder verdient het aanbeveling om het bereik van de potentiaal fluctuaties binnen bepaalde grenzen te houden. Bij voorkeur zijn de fluctuaties van P ten opzichte van SCE gelegen binnen het bereik van -300 tot -3000 mV, en bij voorkeur -400 tot -30 2000mV. Bijzonder goede resultaten zijn verkregen met roestvast staal indien de genoemde fluctuaties gelegen zijn binnen het bereik van -800 tot -1800 mV. De amplitude van de potentiaal-fluctuaties bedraagt bij voorkeur tenminste 50 mV, en meer in het bijzonder tenminste 100 mV. De frequentie van de fluctuaties is bij •1017412 6 voorkeur tenminste 1 keer per 24 uur. Bijzonder voorkeur verdient een werkwijze waarbij de amplitude tenminste 200mV bedraagt en de frequentie tenminste 1 keer per 6 uur.Furthermore, it is advisable to keep the range of potential fluctuations within certain limits. Preferably, the fluctuations of P with respect to SCE are in the range of -300 to -3000 mV, and preferably -400 to -30 2000mV. Particularly good results have been obtained with stainless steel if the fluctuations mentioned are within the range of -800 to -1800 mV. The amplitude of the potential fluctuations is preferably at least 50 mV, and more in particular at least 100 mV. The frequency of the fluctuations is preferably at least once every 24 hours. Particularly preferred is a method in which the amplitude is at least 200 mV and the frequency at least once every 6 hours.
De gewenste biologische remming kan worden gerealiseerd door (P) met 5 tussenpozen (T) op (S) aan te brengen, of (P) op enigerlei wijze in de tijd te variëren. Allerlei denkbare variaties van (P) in de tijd, zijn daarbij mogelijk maar in het algemeen zal de werkwijze volgens de uitvinding gebruik maken van pulspatronen (toepassing van zogeheten spikes), waarbij de perioden van het aanbrengen van (P) op (S) een duur van 0,01-600 seconden, bij voorkeur 5-120 seconden, hebben en (T) 0,1 10 seconde - 48 uur, bij voorkeur 10 seconden-4 uur, bedraagt.The desired biological inhibition can be achieved by applying (P) 5 (T) to (S), or varying (P) in any way over time. All kinds of conceivable variations of (P) over time are possible, but in general the method according to the invention will use pulse patterns (application of so-called spikes), wherein the periods of applying (P) to (S) a duration of 0.01-600 seconds, preferably 5-120 seconds, and (T) is 0.1 seconds - 48 hours, preferably 10 seconds - 4 hours.
In een bijzondere uitvoeringsvorm heeft de uitvinding betrekking op de toepassing van een negatieve, in de tijd fluctuerende potentiaal (P) voor het beschermen van elektrisch geleidende oppervlakken (S) die in contact zijn of komen met een water bevattend medium (M), met het kenmerk dat P zowel 15 a) de aangroei belemmert van organismen die in M leven en/of zich daarin voortplanten en die de neiging hebben afzettingen te vormen op S, alsook b) corrosie van S tegengaat door middel van kathodische bescherming.In a particular embodiment, the invention relates to the use of a negative, time-fluctuating potential (P) for protecting electrically conductive surfaces (S) that are in contact with or come into contact with an aqueous medium (M) with the characterized in that P both a) hinders the growth of organisms that live in and / or reproduce in M and that tend to form deposits on S, and b) prevents corrosion of S by means of cathodic protection.
Bij actieve kathodische bescherming wordt met een gelijkrichtinstallatie de corrosiesnelheid van een metaal of metaallegering zoals staal zeer sterk teruggebracht 20 door de potentiaal continu te verlagen naar circa -800 tot -1000 mV ten opzichte van SCE. Door ervoor te zorgen dat in de toepassing volgens de uitvinding P niet hoger wordt dan de potentiaal die nodig is voor het verkrijgen van kathodische bescherming, kunnen verrassenderwijs twee doelstellingen tegelijkertijd verwezenlijkt worden. Enerzijds wordt biologische aangroei voorkomen, anderzijds wordt voorkomen dat het 25 te beschermen oppervlak door corrosie aangetast wordt.With active cathodic protection, the corrosion rate of a metal or metal alloy such as steel is greatly reduced with a rectifier by continuously lowering the potential to approximately -800 to -1000 mV compared to SCE. Surprisingly, by ensuring that in the application according to the invention P does not exceed the potential required for obtaining cathodic protection, two objectives can be achieved simultaneously. On the one hand biological fouling is prevented, on the other hand it is prevented that the surface to be protected is affected by corrosion.
Tenslotte heeft de onderhavige uitvinding ook nog betrekking op een inrichting voor het beschermen tegen biologische aangroei van buitenwanden van vaartuigen en/of andere constructies die gewoonlijk langduring in aanraking komen met water, alsmede van binnenwanden van systemen waar doorheen water wordt gevoerd, welke 30 inrichting omvat: a) een elektrisch geleidende binnen- of buitenwand, b) een spanningsbron die is verbonden met de binnen- of buitenwand, en die binnen 1 minuut een potentiaal verlaging van minimaal 300 mV op de wand kan realiseren, 1017412 7 met het kenmerk dat de spanningsbron in staat is een in de tijd variërende, negatieve polarisatie op het tegen aangroei te beschermen oppervlak te realiseren. Bij deze polarisatie wordt normaal gesproken een tegenelectrode gebruikt, die door de spanningsbron positief gepolariseerd wordt. Deze tegenelectrode wordt elektrisch 5 geïsoleerd van (S) en bestaat bij voorkeur (doch niet noodzakelijk) uit een materiaal dat inert is in het medium M. De sturing van de spanningsbron geschiedt bij voorkeur met behulp van een nabij (S) te plaatsen referentie-electrode.Finally, the present invention also relates to a device for protecting against biological fouling of outer walls of vessels and / or other constructions that normally come into contact with water for a long period of time, as well as of inner walls of systems through which water is passed, which device comprises : a) an electrically conductive inner or outer wall, b) a voltage source connected to the inner or outer wall, which can realize a potential reduction of at least 300 mV on the wall within 1 minute, characterized in that the voltage source is capable of realizing a time-varying negative polarization on the surface to be protected from fouling. With this polarization, a counter electrode is normally used, which is positively polarized by the voltage source. This counter electrode is electrically isolated from (S) and preferably consists (but not necessarily) of a material that is inert in the medium M. The control of the voltage source is preferably effected with the aid of a reference (S) to be placed close to (S). electrode.
In de volgende voorbeelden wordt de uitvinding nader toegelicht.The invention is further illustrated in the following examples.
1010
VoorbeeldenExamples
In de hieronder beschreven experimenten werd gebruik gemaakt van larven van de zeepok Balanus amphitrite. Deze larven werden op laboratoriumschaal gekweekt, en onderzocht werd het effect van de werkwijze volgens de uitvinding op het zogenaamde 15 settlementgedrag van de pokken.The experiments described below used larvae of the barnacle Balanus amphitrite. These larvae were grown on a laboratory scale, and the effect of the method according to the invention on the so-called settlement behavior of smallpox was investigated.
Voor de experimenten werd gebruik gemaakt van een testcel waarin het settlementgedrag van pokkenlarven onderzocht kan worden op een substraat waarvan de potentiaal elektrochemisch gestuurd kan worden. Deze testcel bestond uit een 20 plexiglas buisje dat op een proefplaatje gelijmd was. In de plexiglas ‘binnencel’ die zo ontstaat werden pokkenlarven gebracht en werd continu vers zeewater toegevoerd. Uitstroom van het zeewater vond plaats via een zeer fijn fïltergaas, zodat de pokkenlarven de binnencel niet konden verlaten.For the experiments, a test cell was used in which the settlement behavior of smallpox larvae can be investigated on a substrate whose potential can be electrochemically controlled. This test cell consisted of a plexiglass tube that was glued to a test plate. In the plexiglass "inner cell" that is created, smallpox larvae were introduced and fresh seawater was continuously supplied. Outflow of the seawater took place via a very fine filter mesh, so that the smallpox larvae could not leave the inner cell.
25 Het proefplaatje was via een schakelklok verbonden met een potentiostaat, terwijl in de binnencel een referentie-elektrode was aangebracht. Aan de buitenwand van de plexiglas cel, in de zogenaamde ‘buitencel’, was een platina tegen-elektrode aangebracht. Hiermee kon het proefplaatje gepolariseerd worden, zonder dat de reactieproducten van de tegen-elektrode de pokkenlarven konden beïnvloeden.The test plate was connected via a time switch to a potentiostat, while a reference electrode was provided in the inner cell. On the outer wall of the Plexiglas cell, in the so-called "outer cell", a platinum counter-electrode was applied. With this the test plate could be polarized, without the reaction products of the counter-electrode being able to influence the smallpox larvae.
3030
Met deze testmethode kan worden vastgesteld of pokkenlarven in staat zijn zich op een proefplaatje te settelen, of dat ze door gebrek aan een geschikte locatie voor settlement dood gaan, dan wel dat ze zich op een andere locatie dan het proefplaatje settelen.This test method can be used to determine whether smallpox larvae are able to settle on a test plate, or if they die due to a lack of a suitable location for settlement, or whether they settle down at a location other than the test plate.
1017412 81017412 8
De gehanteerde testomstandigheden waren als volgt: • Milieu: natuurlijk zeewater, met een verversingssnelheid van de binnencel van ongeveer lx per uurThe test conditions used were as follows: • Environment: natural seawater, with a refresh rate of the inner cell of approximately lx per hour
5 · Temperatuur: 26°C5 · Temperature: 26 ° C
• Duur test: 2 dagen • Ca. 200 - 300 larven per meetcel toegevoegd • De larven zijn tussentijds niet gevoerd 10 De gegevens met betrekking tot de toegepaste potentiaal-pulsen staan vermeld in tabel 1. Gedurende de expositie is de maximale uitsturing van de potentiostaten gebruikt voor het genereren van de pulsen. Het actuele potentiaalniveau van de pulsen is tijdens de tests gemeten en verschilt enigszins per testcel.• Test duration: 2 days • Approx. 200 - 300 larvae added per measuring cell • The larvae have not been fed in the meantime 10 The data regarding the applied potential pulses are given in Table 1. During the exhibition, the maximum output of the potentiostats was used to generate the pulses. The current potential level of the pulses was measured during the tests and differs slightly per test cell.
1515
Tabel 1. De gebruikte instellingen per testcel I cell cel 2 cel 3 cel 4 cel 5 Ref 1*> I Ref2 Ref3 (cel 5) puls-frequentie H uur H uur 1 uur 1 uur H uur H uur Geen geen puls-duur 2 min. 2 min. 2 min. ^ min. 2 min. 2 min. Geen geenTable 1. The settings used per test cell I cell cell 2 cell 3 cell 4 cell 5 Ref 1 *> I Ref2 Ref3 (cell 5) pulse frequency H hour H hour 1 hour 1 hour H hour H hour No no pulse duration 2 min. 2 min. 2 min. ^ min. 2 min. 2 min. None none
Potentiaalniveau -1,55 V -1,58 V -1,37 V -1,46 V -1,57 V -1,58 V EC01T Ecorr *) = RVS in buitencel, om invloed van uitsluitend chloorgas-ontwikkeling op de larven te observeren.Potential level -1.55 V -1.58 V -1.37 V -1.46 V -1.57 V -1.58 V EC01T Ecorr *) = Stainless steel in outer cell, to influence the development of exclusively chlorine gas on the larvae to observe.
2020
Tijdens de testen zijn een drietal referentiecellen gebruikt. Referentiecel 1 is gebruikt om zeker te stellen dat de reactieproducten die op de platina hulpelektrode in de buitencel ontstaan (zoals chloorgas) geen invloed hebben op de pokken in de binnencel. Hiertoe is bij Referentiecel 1 in plaats van het proefstuk in de binnencel een strip 25 roestvast staal gepolariseerd, die rond het plexiglas (in de buitencel) aangebracht is. De reactieproducten op de hulpelektrode zijn daardoor hetzelfde als bij de testcellen 1, 2, 3,4, en 5, maar van polarisatie van het proefstuk is geen sprake.Three reference cells were used during the tests. Reference cell 1 is used to ensure that the reaction products that arise on the platinum auxiliary electrode in the outer cell (such as chlorine gas) do not affect smallpox in the inner cell. To this end, in Reference cell 1, instead of the test piece in the inner cell, a strip of stainless steel is polarized, which is arranged around the plexiglass (in the outer cell). The reaction products on the auxiliary electrode are therefore the same as with the test cells 1, 2, 3,4, and 5, but there is no question of polarization of the test piece.
In Referentiecellen 2 en 3 zijn pokkenlarven gedaan zonder dat sprake is van enige 30 potentiaalsturing. Indien de larven in goede conditie zijn, dient hier eveneens 1017412 9 probleemloos settlement op te treden. Referentiecel 2 is identiek aan de hiervoor besproken cellen, terwijl referentiecel 3 bestaat uit een bekerglas.In Reference cells 2 and 3, smallpox larvae have been done without any potential control. If the larvae are in good condition, a problem-free settlement must also occur here 1017412 9. Reference cell 2 is identical to the cells discussed above, while reference cell 3 consists of a beaker.
Het gehele experiment heeft 2 etmalen geduurd. Bij de start is een vrij grote 5 hoeveelheid larven gebruikt, die mede gezien hun beweeglijkheid van goede kwaliteit waren.The entire experiment lasted 2 days. At the start a fairly large quantity of larvae was used, which, partly in view of their mobility, were of good quality.
De resultaten van de settlement-proeven zijn in tabel 2 weergegeven. Hier blijkt dat in alle testcellen waarin potentiaal-pulsen zijn toegepast, aangroei verhinderd is. Dit 10 terwijl in alle drie de referentiecellen sprake is van sterke aangroei.The results of the settlement tests are shown in Table 2. It appears here that growth is prevented in all test cells in which potential pulses have been applied. This while in all three reference cells there is strong growth.
Tabel 2: Resultaten van de settlementtestenTable 2: Results of the settlement tests
Cel No. Aantal larven Temp. Inspectie op 01.12.1999 v. w. b. setteling: uitgezetCell No. Number of larvae Temp. Inspection on 01.12.1999 v. W. b. settlement: disabled
Geen larven gesettled op het proefplaatje 1. ca. 200-250 ca. 26°C Wel sterke aanhechting van kalk.No larvae settled on the test plate 1. ca. 200-250 ca. 26 ° C However, strong adhesion of lime.
Op de wand ca. 50 larven gesettled.About 50 larvae settled on the wall.
Geen larven gesettled op het proefplaatje 2. ca. 200 ca. 26°C Wel sterke aanhechting van kalk.No larvae settled on the test plate 2. ca. 200 ca. 26 ° C However, strong adhesion of lime.
Op de wand wel enkele larven gesettled.A few larvae settled on the wall.
Geen larven gesettled op het proefplaatje 3· ca- 250 ca· 2(>0C Aanhechting van kalk, met holten in de kalklaag.No larvae settled on the test plate 3 · ca-250 ca · 2 (> 0C Adhesion of lime, with cavities in the lime layer.
Op de wand larven gesettled.Larvae settled on the wall.
Geen larven gesettled op het proefplaatje 4· ca 250 ca· 26°c Geringe aanhechting van kalk op een deel van het proefplaatje. Andere delen van het proefplaatje zijn kaal. Op de wand larven gesettled.No larvae settled on the test plate 4 · ca 250 ca · 26 ° c Low adhesion of lime on a part of the test plate. Other parts of the test plate are bare. Larvae settled on the wall.
Geen larven gesettled op het proefplaatje 5. ca. 250 - 300 ca. 26°C Sterke aanhechting van kalk.No larvae settled on the test plate 5. approx. 250 - 300 approx. 26 ° C Strong adhesion of lime.
Op de wand groot aantal larven gesettled.Large number of larvae settled on the wall.
Ca. 40 gesettled op het proefplaatje. Deze zijn erg actief Ref. 1 ca. 250 ca. 26°C (beweeglijk).Ca. 40 settled on the test plate. These are very active Ref. 1 approx. 250 approx. 26 ° C (mobile).
Eenzelfde aantal is nog bezig op proefplaatje te settelen. Verder settlement op de wand..The same number is still settling down on trial. Further settlement on the wall ..
Ca. 50 gesettled op het proefplaatje.Ca. 50 settled on the test plate.
Ref. 2 ca. 250 - 300 ca. 30°C Enkele vrije larven die nog moeten settelen.Ref. 2 ca. 250 - 300 ca. 30 ° C Some free larvae that still have to settle down.
1017412 101017412 10
Veel larven op de and geselttled Glazen oppervlak helemaal vol met gesettelde Ref. 3 restant van de ca. 30°C cypridlarven. populatie 1017412Many larvae on the andelteltled Glass surface completely filled with settled Ref. 3 remains of the approximately 30 ° C cyprid larvae. population 1017412
Claims (10)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1017412A NL1017412C2 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Method for protecting surfaces against biological fouling. |
EP02700894A EP1361977A1 (en) | 2001-02-21 | 2002-02-20 | Method for protecting surfaces against biological macro-fouling |
PCT/NL2002/000111 WO2002066318A1 (en) | 2001-02-21 | 2002-02-20 | Method for protecting surfaces against biological macro-fouling |
US10/468,667 US20040112762A1 (en) | 2001-02-21 | 2002-02-20 | Method for protecting surfaces against biological macro-fouling |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1017412 | 2001-02-21 | ||
NL1017412A NL1017412C2 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Method for protecting surfaces against biological fouling. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1017412C2 true NL1017412C2 (en) | 2002-08-22 |
Family
ID=19772938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1017412A NL1017412C2 (en) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | Method for protecting surfaces against biological fouling. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040112762A1 (en) |
EP (1) | EP1361977A1 (en) |
NL (1) | NL1017412C2 (en) |
WO (1) | WO2002066318A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005049388A1 (en) * | 2005-10-15 | 2007-04-19 | Dechema Gesellschaft Für Chemische Technik Und Biotechnologie E.V. | Prevention or reduction of biofilm formation on surface e.g. membrane or other electrically insulating surface used in aqueous medium involves making surface polarizable with conductive coating e.g. of metal or organic polymer |
US7931813B2 (en) * | 2007-12-14 | 2011-04-26 | General Electric Company | Process for the reduction of biofouling using electric fields |
US9616142B2 (en) | 2009-08-03 | 2017-04-11 | The Research Foundation For The State University Of New York | Electrochemical eradication of microbes on surfaces of objects |
EP3481151A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-08 | Koninklijke Philips N.V. | An electric current supply system, designed to be at least partially submerged in an electrically conductive liquid during operation thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4440611A (en) * | 1981-12-09 | 1984-04-03 | The Texas A & M University System | Cathodic electrochemical process for preventing or retarding microbial and calcareous fouling |
EP0550766A1 (en) * | 1991-07-24 | 1993-07-14 | Nakagawa Corrosion Protecting Co., Ltd. | Method and device for preventing adhesion of aquatic organisms |
US5868920A (en) * | 1994-11-01 | 1999-02-09 | Synton Oy | Method for inhibition of growth of organisms on faces of constructions submerged in a liquid |
EP0985639A1 (en) * | 1998-02-26 | 2000-03-15 | Pentel Kabushiki Kaisha | Electrochemical antifouling device comprising underwater structure and method of producing underwater structure used for the device |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5716727A (en) * | 1996-04-01 | 1998-02-10 | Case Western Reserve University | Proton conducting polymers prepared by direct acid casting |
DE19622337C1 (en) * | 1996-06-04 | 1998-03-12 | Dlr Deutsche Forschungsanstalt | Networking of modified engineering thermoplastics |
US6059943A (en) * | 1997-07-30 | 2000-05-09 | Lynntech, Inc. | Composite membrane suitable for use in electrochemical devices |
US6248469B1 (en) * | 1997-08-29 | 2001-06-19 | Foster-Miller, Inc. | Composite solid polymer electrolyte membranes |
US6387556B1 (en) * | 1997-11-20 | 2002-05-14 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power systems and methods of controlling a fuel cell power system |
US6096449A (en) * | 1997-11-20 | 2000-08-01 | Avista Labs | Fuel cell and method for controlling same |
DE19754305A1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-06-10 | Hoechst Ag | Process for producing a membrane for operating fuel cells and electrolysers |
DE19813613A1 (en) * | 1998-03-27 | 1999-09-30 | Jochen Kerres | Modified polymer and modified polymer membrane |
DE19919881A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Univ Stuttgart | Thermally stable proton conductive composite, for use in e.g. fuel cells, membrane separation, catalysis, electrolysis or electrochemical processes, comprises acid and/or organic base and layered and/or framework silicate |
US6521690B1 (en) * | 1999-05-25 | 2003-02-18 | Elementis Specialties, Inc. | Smectite clay/organic chemical/polymer compositions useful as nanocomposites |
US6982303B2 (en) * | 2000-05-19 | 2006-01-03 | Jochen Kerres | Covalently cross-linked polymers and polymer membranes via sulfinate alkylation |
IT1318593B1 (en) * | 2000-06-23 | 2003-08-27 | Ausimont Spa | FLUORINATED IONOMERS. |
US7361729B2 (en) * | 2000-09-20 | 2008-04-22 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Ion-conducting sulfonated polymeric materials |
-
2001
- 2001-02-21 NL NL1017412A patent/NL1017412C2/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-20 WO PCT/NL2002/000111 patent/WO2002066318A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-02-20 US US10/468,667 patent/US20040112762A1/en not_active Abandoned
- 2002-02-20 EP EP02700894A patent/EP1361977A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4440611A (en) * | 1981-12-09 | 1984-04-03 | The Texas A & M University System | Cathodic electrochemical process for preventing or retarding microbial and calcareous fouling |
EP0550766A1 (en) * | 1991-07-24 | 1993-07-14 | Nakagawa Corrosion Protecting Co., Ltd. | Method and device for preventing adhesion of aquatic organisms |
US5868920A (en) * | 1994-11-01 | 1999-02-09 | Synton Oy | Method for inhibition of growth of organisms on faces of constructions submerged in a liquid |
EP0985639A1 (en) * | 1998-02-26 | 2000-03-15 | Pentel Kabushiki Kaisha | Electrochemical antifouling device comprising underwater structure and method of producing underwater structure used for the device |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
"Electrochemical method of protection against marine growth adhering to ship hulls", symposiumMarine Biofouling, 7-9 july 1999, University of Plymouth, England. |
D.A.JONES: "Principles and Prevention of Corrosion", PRENTICE-HALL, UPPER SADDLE RIVER, NJ 07458 |
L.L.SHREIR, R.A.JARMAN, G.T.BURSTEIN: "Cathodic and Anodic Protection", vol. 2, 10, BUTTERWORTH-HEINEMANN, OXFORD, UK |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1361977A1 (en) | 2003-11-19 |
US20040112762A1 (en) | 2004-06-17 |
WO2002066318A1 (en) | 2002-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Žerjav et al. | Protection of copper against corrosion in simulated urban rain by the combined action of benzotriazole, 2-mercaptobenzimidazole and stearic acid | |
US5346598A (en) | Method for the prevention of fouling and/or corrosion of structures in seawater, brackish water and/or fresh water | |
Gaw et al. | Electrochemical approach for effective antifouling and antimicrobial surfaces | |
Cerchier et al. | Antifouling properties of different Plasma Electrolytic Oxidation coatings on 7075 aluminium alloy | |
US5643424A (en) | Apparatus for the prevention of fouling and/or corrosion of structures in seawater, brackish water and/or fresh water | |
Wake et al. | Development of an electrochemical antifouling system for seawater cooling pipelines of power plants using titanium | |
JP2982021B2 (en) | Method for suppressing the growth of microorganisms on the surface of a structure immersed in a liquid | |
AU649246B2 (en) | Method and apparatus for the prevention of fouling and/or corrosion of structures in seawater, brackish water and/or fresh water | |
Permeh et al. | Electrochemical characteristics of antifouling coated steel structure submerged in Florida natural waters to mitigate micro-and macrofouling | |
NL1017412C2 (en) | Method for protecting surfaces against biological fouling. | |
Basheer et al. | Effect of W–TiO 2 composite to control microbiologically influenced corrosion on galvanized steel | |
SA92120527B1 (en) | Method and device for preventing contamination or corrosion of fixtures in sea water, salt water or fresh water | |
Rao | Biofouling (macro-fouling) in seawater intake systems | |
Eashwar et al. | The interrelation of cathodic protection and marine macrofouling | |
GB1597305A (en) | Marine potentiometric antifouling and anticorrosion device | |
Chaitanya Kumar et al. | Mitigation of microbially influenced corrosion of Cu–Ni (90/10) alloy in a seawater environment | |
Permeh et al. | Exploration of the influence of microbe availability on MIC of steel marine fouling environments | |
Feng et al. | Unusual anti-bacterial behavior and corrosion resistance of magnesium alloy coated with diamond-like carbon | |
Wei et al. | Slippery lubricant-infused intertwining superhydrophobic matrix: preparation and enhanced resistance against abiotic corrosion and microbiologically influenced corrosion | |
Yu et al. | Effects of microorganism on corrosion performance of zinc in natural seawater | |
Pratikno et al. | System Impressed Current Anti Fouling (ICAF) against micro fouling (Bacteria) on ship’s cooling system | |
CN106222692B (en) | Anti-fouler and its implementation based on platform piling bar ring type electrolysis anti-soil electrode | |
Huang et al. | Marine biofouling inhibition by polyurethane conductive coatings used for fishing net | |
Perez et al. | The influence of cathodic currents on biofouling attachment to painted metals | |
Jing et al. | The corrosion behavior of 70/30 copper‐zinc alloy under the biofilm of sulfate‐reducing bacteria |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20050901 |